立方体贴图shade计算

正常的平面贴图是根据mesh顶点找到对应的uv坐标，然后根据重心坐标插值计算三角面内每个点的uv坐标值。最后根据uv坐标值查找平面贴图上的颜色值。
立方体贴图的6个面分别为6张图片，我们怎么根据mesh面上的坐标值来计算对应平面上的uv坐标值。
基本算法是根据原点与mesh面上点坐标（x,y,z）的射线和立方体贴图的交点作为uv坐标。

这里介绍一下uv坐标计算的数学推导过程
直线的表示方程为$\vec{p}=\vec{o}+t\vec{d}$，这里$\vec{o}$和$\vec{d}$为向量，$\vec{o}$表示起始点，这里为原点；$\vec{d}$表示直线的方向，这里为mesh面上的3维点坐标与原点的方向$norm((x,y,z)-(0,0,0))=norm(x,y,z)$；t为需要计算的值。 代入后直线表示方程为$\vec{p}=t\ast norm(x,y,z)$
平面的表示方程为$(\vec{p}-\overrightarrow{p0})\cdot \vec{n}=0$，其中$\vec{p}$为需要求的点坐标，$\overrightarrow{p0}$为已知的平面上任一点；$\vec{n}$为平面的法向量。 以立方体贴图的右平面举例，其法向量$\vec{n}$为x轴的方向（1，0，0），$\overrightarrow{p0}$取（1，0，0），代入后平面表示方程为$(\vec{p}-(1,0,0))\cdot (1,0,0)=0$
直线与平面的交点表示该点同时满足直线和平面表示方程，将上述两个方程联立，得到
$(t\ast norm(x,y,z)-(1,0,0))\cdot (1,0,0)=0$，简化后得 $t\ast xnorm-1=0$，$t=1/xnorm$，其中xnorm表示（x,y,z)归一化后x分量的值。
将t代入直线方程可以得到y，z的坐标为 ynorm/xnorm、znorm/xnorm。因为在右平面上x值都为1，最后的uv坐标值为$（ynorm/xnorm,znorm/xnorm)$
然后再以左平面为例，左平面的法向量$\vec{n}$为（-1，0，0），$\overrightarrow{p0}$取（-1，0，0），联立方程为$(t\ast norm(x,y,z)-(-1,0,0))\cdot (-1,0,0)=0$，可得$t=-1/xnorm$，uv坐标值为$(-ynorm/xnorm,-znorm/xnorm)$

综上可得简化后的计算过程如下：
设mesh上坐标点为（x,y,z)，取这3个分量中绝对值最大的分量表示位于哪个平面上，然后分别用其他两个分量除以该分量绝对值表示uv坐标。如点（3，-8，-5），表示位于立方体的下方平面上，uv坐标为（3/8，-5/8）
在opengl中我们要根据上述计算过程来实现uv坐标的计算。在unity中有samplerCUBE，可以调用texCUBE用mesh坐标直接从立方体贴图中获取颜色值。代码如下所示，注意mesh的坐标值都是用的物体局部坐标系，不是世界坐标系。

Shader "CubemapSampler"
{
    Properties
    {
        _CubeMap("CubeMap", CUBE) = ""{}
    }
    SubShader
    {
        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;   
                float3 normal : NORMAL;
            };

            struct v2f
            {
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float4 vertexLocal : TEXCOORD1;
            };

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertexLocal = v.vertex;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);

                return o;
            }

            samplerCUBE _CubeMap;
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed4 col = texCUBE(_CubeMap, normalize(i.vertexLocal.xyz));
                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
}
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